第十二章 简单机械 单元练习B卷 2025-2026学年人教版八年级下册物理

第十二章 简单机械 单元练习B卷 2025-2026学年人教版八年级下册物理 （时间：90分钟 满分：100分） 一、选择题（每题3分，共30分） 1．聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识，使用筷子夹菜时，筷子是一种杠杆，下列生活用具正常使用时也是杠杆，其中与筷子同类的是（　　） A．羊角锤 B．天平 C．钓鱼竿 D．裁纸刀 2．小原用如图所示的红酒开瓶器开一瓶红酒，他先旋转上端的转柄，使金属杆下端钻头插入红酒木塞，再向下按动压柄，红酒木塞就被拔出，关于红酒开瓶器，下列说法正确的是（　　） A．压柄是费力杠杆 B．钻头制成螺旋状应用了斜面可以省距离 C．钻头做得比较细是为了减小压强 D．转柄和金属杆组成轮轴 3．骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是（　　） A．图甲：手托重物时，可视为省力杠杆 B．图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力 C．图乙：踮脚时，可视为费力杠杆 D．图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力 4．如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升完全相同的两个物体（不计绳重、滑轮重和摩擦），拉力F甲、F乙分别作用在绳端和拉钩上，绳端和拉钩均沿竖直方向匀速上移了相同距离，该过程中物体上升的高度分别为h甲、h乙，两装置的有用功分别为W甲、W乙，机械效率分别为η甲、η乙，则下列说法中正确的是（　　） A．F甲：F乙＝1：2 B．h甲：h乙＝1：2 C．W甲：W乙＝1：1 D．η甲：η乙＝1：1 5．某同学用滑轮组提升物体，若物体升高1m时，绳子自由端移动的距离是3m，该同学用力的方向向下，则该滑轮组的组成情况是（　　） A．由1个动滑轮，2个定滑轮组成 B．由2个动滑轮，1个定滑轮组成 C．由1个动滑轮，1个定滑轮组成 D．由2个动滑轮，2个定滑轮组成 6．如图甲所示，用动滑轮提升物体时，绳端需要施加的拉力F与物体重力G的关系图像如图乙所示，则提升G＝30N的物体使之以0.1m/s的速度上升时（绳重和摩擦忽略不计），下列说法正确的是（　　） A．动滑轮重为5N B．拉力F的功率为2W C．动滑轮的机械效率为75% D．动滑轮的机械效率与被提升物体的重力无关 7．如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲、乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为（　　） A．3N B．6N C．11N D．22N 8．如图所示，杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动，OB＝2BA，在B点悬挂一个10N的重物G，在A点施加竖直向上的动力F1使杠杆OBA水平平衡（杠杆重力及摩擦均忽略不计），下列说法正确的是（　　） A．在A点施加竖直向上的力F1时，该杠杆是费力杠杆 B．作用在A点的力F1的大小为5N C．如果重物的悬挂点B向O点移动，要使杠杆水平平衡，F1应变小 D．若将作用于A点的力F1变为图中F2，要使杠杆水平平衡，F2应小于F1 9．用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100N，每次运送的量不定，货物每次上升的速度恒定为2m/s，图乙是整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象。当某次运送4件货物时，不考虑绳重和摩擦，则下列判断不正确的是（　　） A．动滑轮重为100N B．滑轮组的机械效率为80% C．拉绳子的力F为250N D．拉绳子的力F的功率为500W 10．用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲乙两个滑轮组，把相同的重物在相同的时间内匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．甲乙两滑轮组绳子自由端移动的距离之比为2：3 B．甲乙两滑轮组拉力做功的功率之比为2：3 C．甲乙两滑轮组做的有用功之比为1：1 D．甲乙两滑轮组机械效率之比为1：1 二、填空题（每空2分，共24分） 11．如图甲所示，旗杆顶端的装置属于__________滑轮。如图乙，若手拉弹簧测力计在1、2、3三个不同位置时的拉力分别是F1、F2、F3，则它们的大小关系是_____________，这说明使用定滑轮不能改变力的___________。 12．图甲是《天工开物》中记载的一种农业生产汲水装置——辘轴，图乙是它提水时的示意图，为方便提水，应按照_________（省力/费力）杠杆来设计；图丙中水龙头开关的设计也应用了同样原理，开关选用______（①/②）效果更好。 13．如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是________J，对物体B做的额外功是_______J，斜面效率高的是拉物体_________的斜面（选填“A”或“B”）。 14．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N。若物体和地面之间的摩擦力大小为30N，则A处的拉力大小为___________N，滑轮组的机械效率为___________。 15．如图甲所示，长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上有一光滑滑环，用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动，使杆保持水平状态，测力计示数F与滑环离开O点的距离s的关系如图乙所示，则杠杆的重力为_________N，滑环的重力为__________N。 三、作图题（每题2分，共4分） 16．如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G，O为杠杆的支点。请画出作用在杠杆B端上最小的动力F1和阻力F2的力臂l2。 17．如图所示，小明使用滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。 四、实验探究题（每空2分，共24分） 18．小冰利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等。 （1）实验前杠杆在如图甲所示的位置静止，小冰可以将杠杆的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。 （2）如图乙是小冰在实验中记录一次数据的情景，此时，杠杆平衡在水平位置的目的是_____________。 小冰如果将这时两侧的钩码都向外移动一格，则杠杆的_________（选填“左”或“右”）端将下沉。 （3）杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用，是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具，由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丙所示，此杆秤有两个提纽，使用它称较重的物体时，常用离秤钩较________（选填“近”或“远”）的提纽。 19．如图1所示是“探究动滑轮工作时的特点”的实验装置。 （1）实验时，应该沿着________方向拉绳子自由端，使钩码__________上升； （2）小张记录的数据如表所示，分析数据可得：使用动滑轮可以________； 实验次数 1 2 3 钩码重G/N 2 4 6 钩码上升的距离h/cm 5 5 5 测力计示数F/N 1.1 2.1 3.1 绳端移动的距离s/cm Δ （3）小张继续实验，并作出“拉力与钩码重的比值随钩码重的变化”图像，如图2所示，分析图像可知：钩码越重，拉力F与钩码重的比值越接近________（填数值）。由此他推断得出：使用动滑轮最多可以省___________的力； （4）第3次实验中，绳端移动的距离是_________cm，作用在绳端的拉力做的功是________J，使用动滑轮_________（选填“能”或“不能”）省功。 五、计算题（20题8分，21题10分，共18分） 20．五一期间，小魏办理行李托运时，显示行李箱质量为12kg，行李箱竖直放置时轮子与地面的总接触面积为12cm2，当他拉行李箱时，行李箱和水平地面的夹角保持60°，拉力的作用点在拉杆末端，O点到重力作用线的距离OA为2.5cm，如图所示。到家后，他用了45s把行李箱从一楼提到三楼，共提高6m。（g＝10N/kg） 求：（1）行李箱竖直静止放置在水平地面时，对地面的压强； （2）提行李箱上楼时，克服行李箱重力做功的功率； （3）用图示方式拉行李箱时，竖直方向拉力的大小。 21．小科与同学到某工地参观，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组将正方体石料从水池底竖直匀速吊起，他们通过调查得知：石料的边长为0.2m，密度为2.5×103kg/m3，石料上升时速度恒为0.4m/s，圆柱形水池的底面积为0.2m2，石料露出水面前滑轮组的机械效率是80%。（不计绳重和摩擦，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）请根据他们的调查数据求： （1）石料露出水面前受到的浮力； （2）动滑轮重力； （3）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间。 1.C 2.D 【解析】转柄相当于轮，金属杆相当于轴，故转柄和金属杆一起构成了简单机械中的轮轴，轮轴在使用时动力作用在轮上，轮半径大于轴半径，相当于省力杠杆，故A错误，D正确；钻头上的螺旋，相当于较长的斜面，因为斜面高度一定时，斜面越长，使用起来越省力，故B错误；钻头做得比较细，是在压力一定时，减小受力面积，可增大压强，故C错误。 3.D 【解析】用手托重物时，肘关节处可以视为支点，肱二头肌对前臂杠杆的牵引力使得杠杆转动，是动力，由图甲知，动力臂小于阻力臂，因此手托重物时，可视为费力杠杆，故AB错误；由图可知人踮脚时绕着O点转动，腓肠肌对足部骨骼的牵引力F1使得杠杆转动，是动力，由图乙知，动力臂大于阻力臂，可视为省力杠杆，故C错误，D正确。 4.D 【解析】由图甲可知n＝2，拉力，由图乙可知，拉力F乙＝2G物，则有，故A错误；绳端和拉钩均沿竖直方向匀速上移了相同距离，设距离为s，则有，h乙＝2s，故，故B错误；两装置的有用功分别为W甲＝G物h甲，W乙＝G物h乙，可得，故C错误；两装置的机械效率分别为，，故，故D正确。 5.A 【解析】由题知，某同学用滑轮组提升物体，若物体升高1m时，绳子自由端移动的距离是3m，由s＝nh可得，动滑轮上绳子的段数n＝＝＝3，因一个动滑轮上最多有3段绳子，所以该滑轮组中有1个动滑轮；已知该同学用力的方向向下，且定滑轮能改变力的方向，所以要用2个定滑轮，才能使拉力的方向向下，如图所示。 6.C 【解析】由图甲可知，n＝2，由图乙可知，当物重为0时，F＝5N，绳重和摩擦忽略不计，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮重为：G动＝nF＝2×5N＝10N，故A错误；绳子自由端的速度为：v绳＝nv物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，由图乙可知，当物重为30N时，F＝20N，则拉力F的功率为：P＝＝＝Fv绳＝20N×0.2m/s＝4W，故B错误；由图乙可知，当物重为30N时，F＝20N，该滑轮组的机械效率为：η＝＝＝＝＝×100%＝75%，故C正确；绳重和摩擦忽略不计，根据η＝＝＝＝＝可知，被提升物体的重力越大，动滑轮的机械效率越高，故D错误。 7.B 【解析】由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数分别为：n1＝3，n2＝2，已知每个滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为G动，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：F1＝（G1+G动），F2＝（G2+G动），由题知F1＝F2，所以，（G1+G动）＝（G2+G动），即：（60N+G动）＝（38N+G动），解得动滑轮的重力：G动＝6N。 8.C 【解析】在A点施加竖直向上的力F1时，动力臂是OA，阻力臂是OB，动力臂大于阻力臂，该杠杆是省力杠杆，故A错误；由杠杆的平衡条件可知，F1×OA＝G×OB，且OA＝OB+BA＝3BA，即F1×3BA＝G×2BA，F1＝G＝×10N≈6.7N，故B错误；如果重物的悬挂点B向O点移动，则OB变小，由F1×OA＝G×OB可知，OA与G大小不变，要使杠杆水平平衡，F1应变小，故C正确；将作用于A点的力F1变为图中F2，动力臂会变小，由杠杆的平衡条件可知，在OB与G不变情况下，F2应大于F1，故D错误。 9.D 【解析】不考虑绳重和摩擦，克服动滑轮的重力做的功为额外功。由图乙可知，货物重100N时，滑轮组的机械效率为50%，根据η＝＝＝＝可得，动滑轮的重为：G动＝＝＝100N，故A正确；由图甲知，动滑轮上的绳子股数n＝2，运送4件货物时，拉绳子的力：F＝（G′+G动）＝×（4×100N+100N）＝250N；根据η＝＝＝＝可得，滑轮组的机械效率：η＝＝＝80%，故BC正确；拉力端移动的速度：v＝nv物＝2×2m/s＝4m/s，拉绳子的力F的功率：P＝＝＝Fv＝250N×4m/s＝1000W，故D错误。 10.B 【解析】由图可知，n甲＝2，n乙＝3，则s甲＝2h，s乙＝3h，因此甲乙两滑轮组绳子自由端移动的距离之比：＝＝，故A正确；因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组拉力做的额外功为：W额＝G动h，由于动滑轮和提升的高度均相同，所以两滑轮组拉力做的额外功相等，拉力做的有用功为：W有＝Gh，由于重物和提升的高度相同，所以两滑轮组拉力做的有用功也相等，因此甲乙两滑轮组做的有用功之比为1：1，故B错误；由W总＝W有+W额可知，拉力做的总功相等，根据P＝可知，甲乙两滑轮组拉力做功的功率之比为1：1，故C正确；因为拉力做的有用功和总功都相等，所以由η＝×100%可知，甲乙两滑轮组机械效率之比为1：1，故D正确。 11.定 F1＝F2＝F3 大小 12.省力 ① 13.2 0.5 B 【解析】有用功与额外功的和叫总功，由乙图知，WA有用＝WA总﹣WA额＝3J﹣1J＝2J； 如图甲，分别将A、B两个完全相同的物体拉到斜面顶端，做的有用功相等，即WB有用＝WA有用＝2J，对物体B做的额外功是：WB额＝WB总﹣WB有用＝2.5J﹣2J＝0.5J；有用功相同，对A做的总功大，由η＝可知对A做功时比对B做功时的机械效率更低，即斜面效率高的是拉物体B的斜面。 14.30 50% 【解析】（1）物体在水平地面上做匀速运动，则此时A处绳子对物体的拉力和物体受到的摩擦力是一对平衡力，已知物体和地面之间摩擦力为f＝30N，所以A处的拉力大小为FA＝f＝30N。 （2）从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则绳子自由端移动的距离s＝2s物，而F＝30N，f＝30N，该滑轮组的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝50%。 15.100 50 【解析】由图甲可知，金属杆是粗细均匀的一只杠杆，重心在杠杆的中点，当s＝OA＝1m时，动力臂是阻力臂的二倍；由图乙可知，此时的动力F＝100N，根据F1L1＝F2L2可知：（F﹣G滑）L1＝GL2，即100N﹣G滑＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；根据图乙可知，s＝0.1m时，F′＝550N，L1＝0.1m，L2＝0.5m，根据F1L1＝F2L2可知：（F′﹣G滑）L1′＝GL2，即550N﹣G滑＝5G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，联立①②可得，G滑＝50N，G＝100N。 16.如图所示： 17.如图所示： 18.（1）右 （2）便于测量力臂 右 （3）近 【解析】（1）杠杆的左端低，往右边上翘，因此要想使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调节； （2）让杠杆在水平位置平衡，动力和阻力的方向与杠杆垂直，动力臂和阻力臂在杠杆上，可以直接从杠杆上读取力臂，便于测量力臂。 设一个钩码的重力为G，杠杆一格长为l，小冰将这时两侧的钩码都向外移动一格， 左端：2G×4l＝8Gl，右端：3G×3l＝9Gl，由于8Gl＜9Gl， 由此可知右端将下沉； （3）根据杠杆平衡条件可得，使用较近的提纽时，在秤砣一定时，使用它来称重较重的物体时，可以增加秤砣的力臂，减小重物的力臂，故常用离秤钩较近的提纽。 19.（1）竖直 匀速 （2）省力 （3）0.5 一半 （4）10 0.31 不能 【解析】（1）实验时，为了使实验结果准确，应竖直拉动使钩码匀速直线上升。 （2）根据表中数据可知，使用动滑轮可以省力； （3）根据图2可知：钩码越重，拉力F与钩码重的比值就越接近0.5．由此推理得出：在不计动滑轮重时，使用动滑轮可以省一半的力； （4）第3次实验中，绳子自由端移动的距离为：s＝5cm×2＝10cm＝0.1m； 提升钩码所做的功为：W1＝Gh＝6N×0.05m＝0.3J，作用在绳端上的力做的功为：W2＝Fs＝3.1N×0.1m＝0.31J，W2＞W1，这说明使用机械不省功。 20.解：（1）行李箱的总重力：G＝mg＝12kg×10N/kg＝120N； 当行李箱竖直静止放置时，轮子对地面的压力：F＝G＝120N， 当行李箱竖直静止放置时，轮子对地面的压强： p＝＝＝1×105pa； （2）提升时克服重力做的功为：W＝Gh＝120N×6m＝720J； 功率为：P＝＝＝16W； （3）如图可知，拉力到轮子的距离是拉杆总长的，为50cm；重力的方向是竖直向下的，重力的力臂为2.5cm； 根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，G×L′＝F′×L，即120N×2.5cm＝F×50cm， 则拉力F′＝6N。 21.解：（1）石料的边长为0.2m，石料的体积：V石＝（0.2m）3＝8×10﹣3m3， 石料露出水面前，即浸没时，V排＝V石＝8×10﹣3m3， 石料露出水面前受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣3m3＝80N； （2）石料的质量：m石＝ρ石V石＝2.5×103kg/m3×8×10﹣3m3＝20kg， 石料的重力：G石＝m石g＝20kg×10N/kg＝200N； 石料露出水面前石料对滑轮组拉力：F拉＝G石﹣F浮＝200N﹣80N＝120N， 由不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝可知，动滑轮的重力：G动＝＝×120N＝30N； （3）石料完全露出水面的过程，由于V排的减小，池中水面会下降， 由ΔV＝V石＝S池Δh可得，水面下降高度：Δh＝＝＝0.04m， 石料上升的实际高度：h′＝L﹣Δh＝0.2m﹣0.04m＝0.16m， 所以石料被拉出水面的时间：t＝＝＝0.4s。 学科网（北京）股份有限公司 $